DE4132652A1 - Verfahren zur herstellung einer einfachgekruemmten oder einer doppeltgekruemmten verbundglasscheibe, insbesondere fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Verfahren zur herstellung einer einfachgekruemmten oder einer doppeltgekruemmten verbundglasscheibe, insbesondere fuer kraftfahrzeuge

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer einfachgekrümmten oder einer doppeltgekrümmten Verbundglas­ scheibe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, die aus einer Innenscheibe aus Glas, einer Außenscheibe aus Glas und einer Kunststoffolie-Zwischenschicht besteht und auf der Kunst­ stoffolienseite von zumindest einer der Scheiben (bei Kraft­ fahrzeugscheiben auf der Kunststoffolienseite der Außen­ scheibe) eine im Siebdruckverfahren aufgebrachte Bedruckung, insbesondere eine Randbedruckung aufweist. - Die Bedruckung kann bei solchen Verbundglasscheiben die verschiedensten Zwecke erfüllen. Als Randbedruckung ist sie bei Kraftfahr­ zeugen üblich. Als eine solche Randbedruckung dient sie zur Kaschierung anderer Bauteile des Kraftfahrzeuges. Es kann sich auch um eine Antennen- und/oder Heizleiterbedruckung handeln. An die Bedruckung werden hohe Anforderungen ge­ stellt. Sie muß die statistische Lebensdauer einer bedruck­ ten Verbundglasscheibe beanstandungslos überdauern. Sie darf sich weder farblich verändern und sich auch nicht von der zugeordneten Glasscheibe lösen. Die Bedruckung selbst muß konturenscharf, deckend, blasenfrei und insgesamt eindrucks­ voll sein. Eine Bedruckung, die aus einer Emailfarbe be­ steht, würde den Anforderungen genügen, verlangt jedoch ein aufwendiges Verfahren für die Herstellung der einfachge­ krümmten oder doppeltgekrümmten Verbundglasscheiben insge­ samt.
Bei der Herstellung von einfachgekrümmten oder doppeltge­ krümmten Verbundglasscheiben ist es grundsätzlich bekannt, wie folgt vorzugehen: Die beiden Scheiben, die zur Verbund­ glasscheibe vereinigt werden sollen, werden aufeinander gelegt, auf Verformungstemperatur erwärmt und als Pärchen entsprechend der einfachen Krümmung oder der doppelten Krümmung gekrümmt. Die gekrümmten Scheiben des Pärchens werden voneinander entfernt, die Kunststoffolie wird ange­ ordnet und die Pärchenscheiben werden unter Zwischenschal­ tung der Kunststoffolie wieder aufeinandergelegt, erwärmt, und zur Verbundglasscheibe vereinigt. Das hat sich bewährt und führt wegen der Pärchenbildung und Pärchenkrümmung dazu, daß die beiden Scheiben, bis auf zu vernachlässigende Toleranzen, die gleiche Krümmung aufweisen, was zur Vermei­ dung störender optischer Effekte von Bedeutung ist. Diese bewährte Verfahrensweise kann ohne weiteres nicht durchge­ führt werden, wenn die Bedruckung im Siebdruckverfahren mit einer Emailfarbe erfolgt und den Anforderungen genügen soll. Es wird anders gearbeitet:
Bei dem aus der Praxis bekannten Verfahren, von dem die Erfindung ausgeht, wird mit einer zum Bedrucken einer Glasscheibe üblichen Emailfarbe gearbeitet. Diese Email­ farbe, die ein organisches Bindemittel, z. B. Ethyl­ cellulose, aufweist, wird auf die ebene, ungekrümmte Glas­ scheibe aufgebracht, die bedruckt werden soll, und die Bedruckung wird auf der ebenen Glasscheibe eingebrannt, und zwar mit Einbrenntemperaturen um 555°C, wie es üblich ist. Es findet also ein Voreinbrennen statt. Danach erst werden die beiden Scheiben mit der eingebrannten Bedruckung aufeinander gelegt, auf Verformungstemperatur erwärmt und als Pärchen entsprechend der einfachen Krümmung oder der doppelten Krümmung gekrümmt. Danach wird wie beschrieben weiter verfahren. Der vorstehend beschriebene, vorge­ schaltete Verfahrensschritt, bei dem die ebene Glasscheibe mit der Emailfarbe bedruckt und die Bedruckung auf der ebenen Glasscheibe eingebrannt wird, ist aufwendig und in bestehende Fertigungsstraßen für einfach­ gekrümmte oder für doppeltgekrümmte Verbundglasscheiben nicht leicht integrierbar. Auch kann nicht verhindert werden, daß beim Einbrennen der Bedruckung die entsprechende Glasscheibe eine Verschlechterung ihrer Plantoleranz er­ fährt, was zu optischen Fehlern führen kann. Versucht man auf das vorstehend beschriebene Voreinbrennen zu verzichten und bringt man im Zusammenhang damit die übliche Emailfarbe auf, um die Glasscheiben nach Pärchenbildung auf Verfor­ mungstemperatur zu erwärmen und als Pärchen entsprechend der einfachen oder doppelten Krümmung zu krümmen, wobei gleich­ zeitig ein Einbrennen der Emailfarbe erfolgt, so reicht die Haftung der Emailfarbe auf der Glasscheibe nicht aus, störende Blasenbildung wird beobachtet. Das gilt auch dann, wenn mit besonderen, aufwendigen Siebdruckölen gearbeitet wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer einfachgekrümmten oder einer doppeltge­ krümmten Verbundglasscheibe des eingangs beschriebenen Auf­ baus, insbesondere für Kraftfahrzeuge anzugeben, welches es erlaubt, unter Verzicht auf das beschriebene Voreinbrennen eine dauerhafte Bedruckung aus einer Emailfarbe herzustel­ len.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer einfachgekrümmten oder einer doppeltgekrümmten Verbundglasscheibe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, die aus einer Innenscheibe aus Glas, einer Außenscheibe aus Glas und einer Kunststoffolie-Zwischen­ schicht besteht, und auf der Kunststoffolienseite von zumin­ dest einer der Scheiben, bei Kraftfahrzeugscheiben auf der Kunststoffolienseite der Außenscheibe, eine im Siebdruckver­ fahren aufgebrachte Bedruckung, insbesondere eine Randbe­ druckung aufweist, - mit den folgenden Maßnahmen und Ver­ fahrensschritten:
  • a) Es wird eine siebdruckfähige Emailfarbe verwendet, die aus Glasfluß, zumindest einem keramischen Farbkörper sowie einem anorganischen Bindemittel besteht und mit einem organischen Siebdrucköl angemacht wird,
  • b) die Bedruckung wird mit der Emailfarbe gemäß a) auf die zugeordnete Oberfläche der Scheibe mit Hilfe des Siebdruck­ verfahrens aufgebracht,
  • c) die Bedruckung wird bei einer Temperatur, bei der das Siebdrucköl flüchtig ist, getrocknet, wobei das Siebdrucköl verdampft,
  • d) die beiden Scheiben mit der getrockneten Bedruckung werden aufeinander gelegt, auf Verformungstemperatur erwärmt und als Pärchen entsprechend der einfachen oder doppelten Krümmung gekrümmt, wobei gleichzeitig die Bedruckung einge­ brannt wird,
  • e) die gekrümmten Scheiben des Pärchens werden voneinander entfernt, die Kunststoffolie wird angeordnet und die Schei­ ben des Pärchens werden unter Zwischenschaltung der Kunst­ stoffolie wieder aufeinandergelegt, erwärmt und zur Verbund­ glasscheibe vereinigt. - Das erfindungsgemäße Verfahren kann ohne Schwierigkeiten in eine bestehende Fertigungsstraße für Verbundglasscheiben integriert werden. Das Trocknen der Bedruckung gemäß Verfahrensschritt c) des Patentanspruches 1 kann im Durchlauf auf einem Weg der Fertigungsstraße erfol­ gen, den die bedruckte Glasscheibe ohnehin passieren muß. Die Trocknung kann mit einer Infrarotstrahlung durchgeführt werden. Überraschenderweise haftet die Bedruckung nach der Trocknung ausreichend, so daß entsprechend dem Merkmal d) des Patentanspruches 1 weiter verfahren werden kann. Ob­ gleich die lediglich getrocknete Bedruckung bei dem Vorgang der Verformung und dem damit verbundenen Vorgang des Ein­ brennens praktisch luftdicht gekapselt ist, entsteht in der Bedruckung keine Störung durch freiwerdende Gase, Verfließen oder dergleichen. Die Qualität der eingebrannten Bedruckung genügt allen Anforderungen, und zwar auch im Langzeitver­ halten.
Im einzelnen bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Möglichkeiten der weiteren Ausbildung des Verfahrens. So wird nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung als anorganisches Bindemittel der verwendeten Emailfarbe zumin­ dest ein Kieselgel eingesetzt. Der Ausdruck Kieselgel steht hier in seiner allgemeinsten Bedeutung. Er umfaßt auch Modifizierungen. Es empfiehlt sich, die Substanzen oder Mischungen der Substanzen einzusetzen, die der Patentan­ spruch 3 aufführt. Ein besonders geeignetes anorganisches Bindemittel, insbesondere ein solches aus der vorstehend angegebenen Gruppe, kann leicht durch Versuche ermittelt und auf die übrige Zusammensetzung der Emailfarbe, aber auch auf die Zusammensetzung des Glases der Scheibe abgestimmt werden. Stets empfiehlt es sich nach bevorzugter Ausfüh­ rungsform der Erfindung dem Bindemittel zumindest einen Metallalkohol beizugeben. Insoweit wird man zweckmäßiger­ weise mit einem Metallalkohol aus der im Patentanspruch 5 angegebenen Gruppe arbeiten. Wenn beim Einbrennen wider Er­ warten noch Gase entstehen, so läßt sich deren störende Wirkung verhindern, indem dem anorganischen Bindemittel zu­ sätzlich ein anorganischer Sauerstoffspender beigegeben wird. Hier empfehlen sich insbesondere die im Patentanspruch 7 angegebenen. Die mengenmäßige Abstimmung kann durch Ver­ suche ermittelt werden.
Im Rahmen der Erfindung kann mit allen üblichen Siebdruck­ ölen gearbeitet werden. Bewährt hat es sich, die Emailfarbe mit Terpineol als Siebdrucköl anzumachen. Man kann aber auch Glykol oder Mischungen von Terpineol oder Glykol als Sieb­ drucköl einsetzen.
Die Emailfarbe, mit der erfindungsgemäß gearbeitet wird, hat bis auf die angegebenen Besonderheiten, eine für solche Emailfarben übliche Zusammensetzung, z. B. mit 40 bis 80 Gew.-%, vorzugsweise etwa 50 Gew.-%, Glasfluß und etwa 20 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise 30 Gew.-%, eines keramischen Farbkörpers. Die Verformungstemperatur für die Durchführung des Verfahrensschrittes d) aus Patentanspruch 1 kann ohne Schwierigkeiten so eingestellt werden, daß auch das Ein­ brennen erfolgt, oder umgekehrt. Nach bevorzugter Ausfüh­ rungsform der Erfindung wird jedoch darauf geachtet, daß die Trocknung gemäß Verfahrensschritt c) des Patentanspruches 1 bei einer Temperatur von unter 300°C durchgeführt wird, was mit Hilfe einer Infrarot-Trocknung unschwer erreicht werden kann.
Die im Rahmen der Erfindung verwendete Emailfarbe ist auch für sich Gegenstand der Erfindung.
Ausführungsbeispiel
Zur Herstellung einer einfachgekrümmten Verbundglasscheibe in Form einer Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeuges mit einer randseitigen Bedruckung wurde zu Testzwecken wie folgt vorgegangen:
1) Mit einem handelsüblichen Siebdruckfarbpulver für Ver­ bundglas wurden mit verschiedenen Siebdruckölen drei sieb­ druckfähige Emailfarben angepastet, und zwar gemäß folgender Tabelle:
2) Auf drei plane Windschutzscheiben wurden mit den ein­ zelnen Emailfarben mit Hilfe eines Polyestersiebgewebes mit 77 Fäden/cm jeweils 5 cm breite umlaufende Dekorstreifen mit einer Schichtdicke von 10-15 µm aufgebracht.
3) Die Bedruckung gemäß 2) wurde mit Hilfe von Infrarot- Strahlen getrocknet, wobei auf der Glasscheibe im Trock­ nungsbereich eine Temperatur etwa von 250°C gemessen wurde. Das Entweichen von Dämpfen der Siebdrucköle konnte beobach­ tet werden. Die Trocknung wurde solange geführt, bis ein Verdampfen von Siebdrucköl nicht mehr wahrgenommen werden konnte. Nach dem Abkühlen der Scheiben wurde die Haftung der Emailfarben durch Aufkleben von Kleberstreifen und Abziehen der Kleberstreifen überprüft. Die Emailfarben A und C hafteten gut. Sie ließen sich mit dem Kleberstreifen nicht entfernen. Emailfarbe B zeigte keine Haftung und blieb fast vollständig am Kleberstreifen.
4) Die gemäß 3) vorbereitete Glasscheibe wurde mit einer zweiten unbedruckten Glasscheibe zusammengelegt, in 8 Minuten auf eine Temperatur von 620°C erwärmt, für die Zeitdauer von 1 Minute auf dieser Temperatur gehalten und danach bei dieser Temperatur mit üblichen Einrichtungen gekrümmt. Nach dem Abkühlen der gekrümmten Scheibenpaare wurde die zweite Glasscheibe abgehoben. Durch Augen­ inspektion und Untersuchung auf Verklebung wurde die Quali­ tät der eingebrannten Emailfarben beurteilt:
Farbe A zeigte unzulässig starke Farbtonschwankungen, Poren und Verklebungen mit der Gegenscheibe.
Farbe B zeigt einen einheitlichen Farbton, jedoch unzu­ lässige Poren und Verklebungen mit der Gegen­ scheibe. Die Konturen waren verwischt.
Farbe C zeigte eine fehlerfreie dichte Emailschicht, keine störenden Poren und keine Verklebungen mit der Gegenscheibe.
5) Die gemäß 4) behandelten gekrümmten Glasscheiben wurden wie üblich zu einer Verbundglasscheibe vereinigt und deren Langzeitverhalten simulierend untersucht.
In der folgenden Tabelle sind die Untersuchungsergebnisse festgehalten worden:
Bei den Farben A und B zeigten sich nach den Tests für das Langzeitverhalten unzulässige Fehler in der Verbundfolie, z. B. Auffeuchtungen und Blasen. Die Scheiben, die mit der Farbe C bedruckt worden waren, waren nach den Tests fehler­ frei.

Claims (10)

1. Verfahren zur Herstellung einer einfachgekrümmten oder einer doppeltgekrümmten Verbundglasscheibe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, die aus einer Innenscheibe aus Glas, einer Außenscheibe aus Glas und einer Kunststoffolie-Zwischen­ schicht besteht, und auf der Kunststoffolienseite von zumin­ dest einer der Scheiben, bei Kraftfahrzeugscheiben auf der Kunststoffolienseite der Außenscheibe, eine im Siebdruckver­ fahren aufgebrachte Bedruckung, insbesondere eine Randbe­ druckung aufweist, - mit den folgenden Maßnahmen und Ver­ fahrensschritten:
  • a) Es wird eine siebdruckfähige Emailfarbe verwendet, die aus Glasfluß, zumindest einem keramischen Farbkörper sowie einem anorganischen Bindemittel besteht und mit einem organischen Siebdrucköl angemacht wird,
  • b) die Bedruckung wird mit der Emailfarbe gemäß a) auf die zugeordnete Oberfläche der Scheibe mit Hilfe des Siebdruck­ verfahrens aufgebracht,
  • c) die Bedruckung wird bei einer Temperatur, bei der das Siebdrucköl flüchtig ist, getrocknet, wobei das Siebdrucköl verdampft,
  • d) die beiden Scheiben mit der getrockneten Bedruckung werden aufeinander gelegt, auf Verformungstemperatur erwärmt und als Pärchen entsprechend der einfachen oder doppelten Krümmung gekrümmt, wobei gleichzeitig die Bedruckung einge­ brannt wird,
  • e) die gekrümmten Scheiben des Pärchens werden voneinander entfernt, die Kunststoffolie wird angeordnet und die Schei­ ben des Pärchens werden unter Zwischenschaltung der Kunst­ stoffolie wieder aufeinandergelegt, erwärmt und zur Verbund­ glasscheibe vereinigt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei als anorganisches Bindemittel der verwendeten Emailfarbe zumindest ein Kiesel­ gel eingesetzt wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei ein handelsübliches Kieselsäurebindemittel der Gruppe "Tetra­ methylorthosilikat, Tetraethylorthosilikat, Tetra-n-propyl­ silikat, Tetramethylglykolsilikat, Tetraethylglykolsilikat, Ethylpolysilikat, Kieselsäureester-Bindemittel, ethylglykol­ freies Kieselsäure-Bindemittel, modifiziertes Kieselsäure- Bindemittel, Kieselsäureester-Bindemittel, modifizierter Kieselsäureester, Butylglykolsilikat" oder Mischungen davon, eingesetzt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei dem anorganischen Bindemittel zumindest ein Metallalkohol bei­ gegeben wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei ein Metallalkohol der Gruppe "Aluminium, Titan, Zirkon, Bor" oder Mischungen davon beigesetzt werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei dem anorganischen Bindemittel ein anorganischer Sauerstoff­ spender beigesetzt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei ein anorganischer Sauerstoffspender aus der Gruppe "Bleidioxid, Mennige, Man­ ganoxid" oder Mischungen davon beigegeben werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Emailfarbe mit Terpineol als Siebdrucköl angemacht wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Emailfarbe mit Glykol als Siebdrucköl angemacht wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Trocknung gemäß Verfahrensabschnitt c) des Patentanspruches 1 bei einer Temperatur von unter 300°C durchgeführt wird.
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